氫原子(hydrogen atom)和氫離子(hydrogen ion)的區別

氫原子和氫離子之間的關鍵區別在於氫原子是中性的，而氫離子帶有電荷。

氫是元素週期表中第一個也是最小的元素，用H來表示。由於氫的電子構型為1s1，它在週期表中被歸為第1組和第1週期。氫可以吸收一個電子形成一個帶負電的離子，也可以很容易地把電子捐贈出來產生一個帶正電荷的質子。如果沒有，它可以共享電子，形成共價鍵。

元素週期表中的元素除了惰性氣體外是不穩定的。因此，元素試圖與其他元素髮生反應，以獲得稀有氣體的電子構型並達到穩定性。同樣地，氫也必須獲得一個電子才能實現惰性氣體氦的電子組態。當達到這種電子構型時，它形成氫離子。

什麼是氫原子(a hydrogen atom)？

氫原子是週期表中的第一個元素。氫原子有一個電子和一個質子。因此，它的電子構型是1s1。此外，它在s次軌道上只有一個電子，儘管這個軌道可以容納兩個電子。因此，為了獲得穩定的電子構型，氫原子是不穩定的和非常活躍的。

圖1：氫原子的結構

由於氫原子中質子和電子的數量相似，這個原子不帶淨電荷。因此，我們說它是中性的。然而，氫有三種同位素：質子-1H（無中子）、氘-2H（一箇中子）和氚-3H（兩個中子）。這些同位素在原子核中有不同數量的中子。

氫離子是攜帶電荷的氫元素的形式。這個離子的電荷可以是正的，也可以是負的，這取決於它的形成方式。它可能是從氫原子中移除一個電子，或是從電子獲得過程中形成的。因此，氫離子具有+1或-1電荷（單價）。我們可以把帶正電荷的氫離子表示為H+（陽離子），而將負離子表示為H-（陰離子）。

圖2：氫原子形成離子

質子的陽離子特別被稱為質子，它們是我們在化學反應中主要考慮的氫原子類型，因為與其他同位素相比，質子的自然丰度非常高。此外，它以氫離子（H3O+）的形式存在於水溶液中。

氫離子負責酸度，用氫離子的濃度來計算pH值。當氫原子與其他非金屬反應時，就會形成氫離子，當分子溶解時，這些離子會全部或部分釋放到水介質中。雖然氫負離子的形成很少見，但它是在氫與諸如1族金屬等金屬反應時形成的。

氫是最小的化學元素。它有一個質子和一個電子，所以它是中性的。然而，氫原子的離子是帶電的。因此，氫原子和氫離子之間的關鍵區別在於氫原子是中性的，而氫離子帶有電荷。氫原子和氫離子的另一個顯著區別是氫原子有一個電子，而氫的陽離子沒有電子，氫的陰離子有兩個電子。

此外，為了獲得穩定的電子構型，氫原子具有高度的反應性。但是，由於氫離子已經達到穩定狀態，所以它們的反應性較小/不活潑。陽離子的電荷為+1，陰離子的電荷為-1。所以，我們也可以把這看作是氫原子和氫離子之間的區別。

氫原子(hydrogen atom)和氫離子(hydrogen ion)的區別

氫是元素週期表中的第一個元素。因此，它是最小的原子。它可以形成帶正電荷或負電荷的離子。氫原子和氫離子的關鍵區別在於氫原子是中性的，而氫離子是帶電荷的。

1約翰·C·莫里森，《現代物理學》，20102。“8.1：氫原子。”物理劇本，劇本，2019年5月2日，可在這裡查閱。